基于能源綠色低碳轉型下推動氫能產業高質量發展的思考

靳 杰， 高 洋， 靳政瑩

（1.山西省交通開發投資集團有限公司， 山西 太原 030006；2.上海海洋大學， 上海 201306）

0 引言

近年來，我國全力布局氫能產業，將氫能正式納入國家能源戰略體系，著力推進氫能全鏈條發展，不斷夯實技術與產業發展基礎，持續擴大產業規模，氫能產業正進入新的發展階段。山西省高度重視氫能產業發展，將氫能產業鏈作為重點發展的10 大產業鏈之一，高位統籌、高效推進。同時，山西省焦化產能位列全國之首，擁有豐富的焦爐煤氣和煤化工煤氣資源，副產氫資源豐富，具有明顯的成本優勢，來源廣泛、應用場景豐富，可再生能源裝機量處于全國前列，擁有巨大的清潔低碳氫能供給潛力，具有得天獨厚的發展氫能產業優勢[1-2]。發展氫能產業對于山西省持續深化能源革命綜合改革試點、打造全國氫能產業發展高地、推動山西省能源結構、實現清潔低碳綠色轉型具有重要意義。

1 氫能概述

作為一種二次能源，氫能具有熱值高、質量輕、來源豐富、低碳環保、應用廣泛、前景廣闊和可回收利用等優點，正逐漸成為世界能源轉型發展的一種重要載體。世界上主要發達國家和地區都把氫能當作能源轉型升級的重要舉措，把氫能發展提升至國家能源戰略層面，不斷推動氫能產業發展。

按熱值計算，除了核能之外，氫氣是熱值最高的燃料，其熱值大約是甲烷的2.4 倍、汽油的3 倍、酒精的3.9 倍、焦炭的4.5 倍左右。作為公認的零碳能源，氫能享有“21 世紀終極能源”的美譽，將對經濟社會具有顛覆性影響。

2 發展氫能產業的重要意義

2.1 有利于實現“雙碳”目標

氫氣燃燒不同于其他化石能源，其燃燒產物只有水，不產生CO2、SO2等溫室氣體。因此，氫能被認為是實現碳中和戰略的關鍵能源，是助力交通運輸、冶金、化工和建筑等高碳排放領域加快降碳脫碳的有力抓手，是實現“雙碳”目標的必然選擇[3-4]。

交通運輸領域大約占全球碳排放總量的25%，是第二大排放源。如果將柴油、汽油等用氫能來代替，可以實現減排乃至“零排”。在鋼鐵、水泥和石化等工業領域，以氫能作為還原劑或者高品質熱源，可以實現相關領域深度脫碳。據預測，到2050 年，在我國終端能源體系中，氫能占比至少為10%，需求量將在6 000 萬t 以上，可以減少大約7 億t CO2排放量，降碳、脫碳成效顯著。

2.2 有利于提升能源安全水平

我國是世界能源消費第一大國，受“富煤、貧油、少氣”資源稟賦限制，我國能源消費結構比較依賴化石能源，能源結構呈現“一煤獨大”的特點，油氣資源對外依存度較高。有數據顯示，2021 年，煤炭消費在我國能源消費總量中占比為56%，石油、天然氣等化石能源占比也較大。如果國際能源市場發生變化或者出現重大危機事件，容易對能源供需平衡以及能源價格穩定性產生影響。

據預測，到2030 年，我國氫氣在終端能源消費中所占比重將為5%，年需求量將在3 700 萬t 以上。到2060 年，我國氫氣在終端能源消費中所占比重將為20%，年需求量將達1.3 億t。氫能將確保我國能源安全，實現“雙碳”目標。

2.3 有利于建設新型電力系統

在大容量、長周期的儲能系統中，由于氫能具有調節周期長、儲能容量大的優勢，氫儲能競爭力更強。作為規模化高效利用新能源的重要載體，氫能能夠切實降低風電、光伏等新能源隨機性、波動性和逆調峰特性產生的不利影響，切實推動源網荷儲互動和多能互補。在加快建設新型電力系統過程中，可以有效提升能源供給質量，增強電力系統靈活調節能力，提高再生能源消納利用水平，保障高比例可再生能源電力系統安全運行。

3 山西省氫能產業發展思考

作為全球最大的制氫國，我國制氫產量約為3 300 萬t/a，擁有發展氫能的規?；瘍瀯荨祿@示，2017—2021 年，我國氫氣產量逐步增長。其中，2021年氫氣產量與2020 年相比，增長33.68%。截至2023年4 月，我國累計推廣將近1.4 萬輛氫能燃料電池，其中，超過1.3 萬輛為商用車，推廣商用車規模處于世界領先地位。全國建成加氫站350 座以上，位列世界首位。我國氫能產業發展迎來窗口期，擁有廣闊的發展前景。

山西省擁有全國最大的焦化產能和發達的煤化工產業鏈，氫源富集，來源廣泛，成本優勢明顯，應用場景豐富，可再生能源裝機量在國內處于前位，擁有巨大的清潔低碳氫能供給潛力，具有得天獨厚的氫能資源和顯著的產業基礎優勢。山西省氫能產業已經成鏈，開局良好，發展勢頭火熱[5]。

3.1 打造千億產業基地

作為國內最大的焦炭生產基地和山西省發展氫能的重要落點，呂梁市擁有豐富的煤、焦、氣資源，焦炭產能達3 800 萬t/a，非常規天然氣產能達35 億m3/a，所擁有的工業氫產品資源位列全省第一，發展氫能產業具有得天獨厚的優勢和條件，氫能發展綜合指數居全省首位[6]。

近年來，呂梁市立足資源稟賦和產業優勢，著力搶占氫能發展“新賽道”，構建制、儲、運、加、用完整產業鏈，全力打造國內一流“千億級”氫能產業基地。爭取到2025 年末，制氫能力超過20 萬t，建成加氫站50 座，氫燃料汽車保有量達到5 000 輛以上，形成比較完備的氫能產業發展體系。

3.2 搶占氫能“藍?！毕葯C

2022 年9 月，在山西省鵬飛集團總部，全球首套250 kW 氫燃料電池動力系統正式對外發布，氫能重卡動力、續航等方面的問題得到有效解決。鵬飛集團計劃投資780 億元，布局建設鵬灣氫港氫能產業園，著力構建氫能制、儲、運、加、用、研以及裝備制造全產業鏈。產業園項目全部建成后，預計年產值可實現1 800 億元、實現利稅275 億元。

美錦能源是我省布局氫能全產業鏈比較早的企業，制氫、加氫站、氫燃料核心裝備和氫燃料商用車示范運營的產業鏈閉環已構建。到2025 年，比較完善的氫能產業鏈體系將初步形成，預計全產業鏈累計實現產值將達到100 億元以上。2030 年，將基本形成氫能產業集群格局，預計累計實現氫能產值將達到300 億元以上。

山西省晉南鋼鐵集團引入氫能應用，成為首家在1 860 m3高爐應用氫氣的企業，開創了氫能煉鐵的先河。晉南鋼鐵加快構建綠色低碳運輸體系，依托零碳物流平臺，將在3 年內推廣使用氫能重卡10 000輛，每年減少300 萬t 碳排放，實現“1 t 鋼1 t 碳排放”的低碳發展目標。

3.3 成立氫能產業聯盟

2023 年2 月，由山西省發改委倡議成立的氫能產業聯盟揭牌成立。聯盟將充分發揮交流合作平臺和橋梁紐帶作用，聚焦山西省氫能產業跨行業、跨部門、跨地區的協同創新、資源共享和推廣應用得以實現，在聯盟成員間推進功能互補、項目互動、互利共贏，尋求技術研發、示范應用等方面的合作，在氫能產業“制—儲—運—加—用”方面推動一體化發展，提升山西省氫能產業的整體競爭力，積極搶占氫能“藍?！毕葯C，努力開創山西省氫能產業發展新局面。

4 結語

作為推進能源革命綜合改革試點的重大任務和戰略選擇，山西省氫源富集，來源廣泛，具有明顯的成本優勢，應用場景豐富，擁有巨大的清潔低碳氫能供給潛力，具有得天獨厚的氫能資源和顯著的產業基礎優勢。山西省發展氫能經濟具有明確的愿景和豐富的場景，也必將迎來美好的前景。推動氫能產業高質量發展，必將為山西省持續深化能源革命綜合改革試點、打造全國氫能產業發展高地、推動山西省能源結構、實現清潔低碳綠色轉型做出新的更大的貢獻！